面向混联结构的海上风电直流送出系统、启动方法及装置与流程

1.本发明涉及海上风电技术领域，具体涉及面向混联结构的海上风电直流送出系统、启动方法及装置。


背景技术：

2.随着海上风电技术的发展，海上风电建设于远海地区时，需通过海缆远距离与陆上交流主网连接，海缆电容效应明显，宜采用高压直流的方式来将风机出力送出，典型方案为基于模块化多电平换流阀（multilevel modular converter, mmc）的背靠背拓扑结构，分为陆上站和海上站。考虑风场正常工况下仅输出电能，海上站可采用基于二极管整流单元（diode rectifier unit, dru）的换流阀。dru方案可以解决现有海上站全功率mmc方案投资成本大的问题。
3.目前，dru方案有多种拓扑，但总体是海上站保留辅助换流阀，为海上交流汇集母线提供电压和频率支撑。其中，辅助换流阀与dru在交流侧并联、直流侧串联的方案可以有效降低辅助换流阀的容量和电压等级需求，但是针对黑启动场景，通常需要海上站配置独立电源或者与外部电网相连来获得启动电能支撑，增加了运维建设成本。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本发明提供了一种面向混联结构的海上风电直流送出系统、启动方法及装置，以解决现有海上风电直流送出系统存在的运维成本较高的问题。
5.第一方面，本发明提供了一种面向混联结构的海上风电直流送出系统，海上风电场、海上换流阀、直流海缆、陆上换流阀以及陆上电网，海上换流阀经过海上汇流母线与海上风电场连接，并通过直流海缆与陆上换流阀连接，陆上换流阀经过陆上变压器与陆上电网连接；海上换流阀包括海上辅助模块化多电平换流阀、第一二极管阀以及多个第二二极管阀；海上辅助模块化多电平换流阀的直流侧与第一二极管阀直流侧并联，海上辅助模块化多电平换流阀的直流侧还经过第一旁路开关以及第二旁路开关连接至直流海缆，海上辅助模块化多电平换流阀的交流侧连接至海上汇流母线；第一二极管阀与各第二二极管阀的直流侧串联；第一二极管阀与各第二二极管阀的交流侧分别经过各自对应的三绕阻变压器连接至海上汇流母线，其中，各第二二极管阀通过各自对应的第一断路器连接至对应三绕阻变压器的二次绕组接口，通过各自对应的第二断路器连接至对应三绕阻变压器的三次绕组接口。
6.本发明提供的一种面向混联结构的海上风电直流送出系统，海上换流阀采用多个二极管阀串联，海上辅助模块化多电平换流阀与其中一个二极管阀在交流侧并联、直流侧串联的方案，无需设置额外辅助电源来实现海上风电场的黑启动，降低海上站建设运维成本。
7.在一种可选的实施方式中，陆上变压器包括高变比变压器和低变比变压器，高变比变压器阀侧通过第三断路器连接至陆上换流阀，低变比变压器阀侧通过第四断路器连接
至陆上换流阀。
8.本可选实施方式提供的方法，通过设置高变比变压器和低变比变压器，高变比变压器可以运用于系统启动阶段，为海上换流阀和陆上换流阀充电，低变比变压器可以运行用于系统正常运行阶段，保证海上风电送出系统的平稳运行。
9.第二方面，本发明提供了一种面向混联结构的海上风电直流送出系统的启动方法，应用于如第一方面或第一方面可选实施方式的面向混联结构的海上风电直流送出系统，包括：当检测到海上辅助模块化多电平换流阀解锁后，向海上辅助模块化多电平换流阀发送第一控制指令，第一控制指令用于控制海上辅助模块化多电平换流阀将海上汇流母线的电压抬升至第一预设电压，以使海上风电场中的风机启动，第一预设电压低于海上汇流母线的额定电压；当检测到海上风电场中预设数量的风机启动，向海上辅助模块化多电平换流阀发送第二控制指令，第二控制指令用于控制海上辅助模块化多电平换流阀将海上汇流母线的电压降低至第二预设电压，第二预设电压低于第一预设电压；当检测到海上辅助模块化多电平换流阀的直流侧电压大于第三预设电压时，向海上辅助模块化多电平换流阀发送第三控制指令，第三控制指令用于控制海上辅助模块化多电平换流阀运行第一控制模式，第三预设电压大于海上辅助模块化多电平换流阀的直流侧额定电压，第一控制模式用于控制海上交流母线的电压趋于第二预设电压，并控制海上辅助模块化多电平换流阀的直流侧电压趋于额定电压；当检测到海上辅助模块化多电平换流阀运行于第一控制模式，检测海上辅助模块化多电平换流阀的直流侧电压；当海上辅助模块化多电平换流阀的直流侧电压大于第四预设电压时，若存在第一断路器和第二断路器处于断开状态的第二二极管阀，依次闭合其中一个第二二极管阀对应的第一断路器和第二断路器，以使第二二极管阀投入运行；返回检测海上辅助模块化多电平换流阀的直流侧电压的步骤，直至不存在第一断路器和第二断路器处于断开状态的第二二极管阀；若不存在第一断路器和第二断路器处于断开状态的第二二极管阀，则启动海上风电场中未启动的风机。
10.本发明提供的一种面向混联结构的海上风电直流送出系统的启动方法，当海上风点场中的预设数量的风机启动时，通过检测海上辅助模块化多电平换流阀的直流侧电压，基于该直流侧电压的大小依次投入第二二极管阀，直至所有的第二二极管阀投入运行，稳定了海上辅助模块化多电平换流阀直流侧电压，减小了二极管阀投入过程中的直流电压冲击，在实现了海上风电直流送出系统黑启动的同时，保证了黑启动过程中系统的稳定性。
11.在一种可选的实施方式中，若不存在第一断路器和第二断路器处于断开状态的第二二极管阀，则启动海上风电场中未启动的风机，包括：当检测到不存在第一断路器和第二断路器处于断开状态的第二二极管阀，则启动计时操作；当达到目标时长，向海上辅助模块化多电平换流阀发送第四控制指令，第四控制指令用于控制海上辅助模块化多电平换流阀运行于第二控制模式，第二控制模式用于控制海上交流母线的电压趋于额定值，并控制海上辅助模块化多电平换流阀直流侧输出电流为0；当检测到海上辅助模块化多电平换流阀运行于第二控制模式，则启动海上风电场中未启动的风机。
12.本可选实施方式提供的方法，当所有第二二极管阀投入运行时，启动计时操作，当达到目标时长，使得控制海上辅助模块化多电平换流阀控制海上交流母线的电压趋于额定值，并控制海上辅助模块化多电平换流阀直流侧输出电流为0，然后启动海上风电场中未启动的风机，保证了海上辅助模块化多电平换流阀侧直流侧电压和海上交流母线电压之间的
稳定。
13.在一种可选的实施方式中，当检测到海上辅助模块化多电平换流阀解锁后，向海上辅助模块化多电平换流阀发送第一控制指令之前，方法还包括：获取陆上换流阀的第一充电电压以及海上换流阀的第二充电电压，第一充电电压以及第二充电电压是由陆上电网为陆上换流阀和海上换流阀充电产生的；当检测到第一充电电压大于第一阈值，且第二充电电压大于第二阈值，则向海上换流阀的海上辅助模块化多电平换流阀发送解锁供电指令，以使海上辅助模块化多电平换流阀解锁。
14.本可选实施方式提供的方法，通过陆上电网为海上换流阀和陆上换流阀充电，使得海上换流阀和陆上换流阀解锁，通过解锁后的海上换流阀为海上风电场中的风机提供了启动电能，实现了陆上电能的反送。
15.在一种可选的实施方式中，直至不存在第一断路器和第二断路器处于断开状态的第二二极管阀之后，启动海上风电场中未启动的风机之前，方法还包括：向陆上换流阀发送第五控制指令，使得陆上换流阀基于第五控制指令在陆上换流阀直流侧建立额定电压。
16.第三方面，本发明提供了一种面向混联结构的海上风电直流送出系统的启动装置，应用于如第一方面或第一方面可选实施方式的面向混联结构的海上风电直流送出系统，该装置包括：第一发送模块，用于当检测到海上辅助模块化多电平换流阀解锁后，向海上辅助模块化多电平换流阀发送第一控制指令，第一控制指令用于控制海上辅助模块化多电平换流阀将海上汇流母线的电压抬升至第一预设电压，以使海上风电场中的风机启动，第一预设电压低于海上汇流母线的额定电压；第二发送模块，用于当检测到海上风电场中预设数量的风机启动，向海上辅助模块化多电平换流阀发送第二控制指令，第二控制指令用于控制海上辅助模块化多电平换流阀将海上汇流母线的电压降低至第二预设电压，第二预设电压低于第一预设电压；第三发送模块，用于当检测到海上辅助模块化多电平换流阀的直流侧电压大于第三预设电压时，向海上辅助模块化多电平换流阀发送第三控制指令，第三控制指令用于控制海上辅助模块化多电平换流阀运行第一控制模式，第三预设电压大于海上辅助模块化多电平换流阀的直流侧额定电压，第一控制模式用于控制海上交流母线的电压趋于第二预设电压，并控制海上辅助模块化多电平换流阀的直流侧电压趋于额定电压；检测模块，用于当检测到海上辅助模块化多电平换流阀运行于第一控制模式，检测海上辅助模块化多电平换流阀的直流侧电压；第一开关闭合模块，用于当海上辅助模块化多电平换流阀的直流侧电压大于第四预设电压时，若存在第一断路器和第二断路器处于断开状态的第二二极管阀，依次闭合其中一个第二二极管阀对应的第一断路器和第二断路器，以使第二二极管阀投入运行；第二开关闭合模块，用于返回检测海上辅助模块化多电平换流阀的直流侧电压的步骤，直至不存在第一断路器和第二断路器处于断开状态的第二二极管阀；风机启动模块，用于若不存在第一断路器和第二断路器处于断开状态的第二二极管阀，则启动海上风电场中未启动的风机。
17.在一种可选的实施方式中，风机启动模块，包括：计时单元，用于当检测到不存在第一断路器和第二断路器处于断开状态的第二二极管阀，则启动计时操作；第一发送单元，用于当达到目标时长，向海上辅助模块化多电平换流阀发送第四控制指令，第四控制指令用于控制海上辅助模块化多电平换流阀运行于第二控制模式，第二控制模式用于控制海上交流母线的电压趋于额定值，并控制海上辅助模块化多电平换流阀直流侧输出电流为0；启
动单元，用于当检测到海上辅助模块化多电平换流阀运行于第二控制模式，则启动海上风电场中未启动的风机。
18.第四方面，本发明提供了一种计算机设备，包括：存储器和处理器，存储器和处理器之间互相通信连接，存储器中存储有计算机指令，处理器通过执行计算机指令，从而执行上述第二方面或其对应的任一实施方式的面向混联结构的海上风电直流送出系统的启动方法。
19.第五方面，本发明提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有计算机指令，计算机指令用于使计算机执行上述第二方面或其对应的任一实施方式的面向混联结构的海上风电直流送出系统的启动方法。
附图说明
20.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
21.图1是根据本发明实施例的面向混联结构的海上风电直流送出系统的拓扑电路图；图2是根据本发明实施例中二极管整流单元换流阀的一个结构示意图；图3是根据本发明实施例中海上站辅助mmc和陆上站换流阀的一个结构示意图；图4是根据本发明实施例的面向混联结构的海上风电直流送出系统的启动方法的流程示意图；图5是根据本发明实施例的又一面向混联结构的海上风电直流送出系统的启动方法的流程示意图；图6是根据本发明实施例的另一面向混联结构的海上风电直流送出系统的启动方法的流程示意图；图7是根据本发明实施例的再一面向混联结构的海上风电直流送出系统的启动方法的流程示意图；图8是根据本发明实施例的面向混联结构的海上风电直流送出系统的启动装置的结构框图；图9是本发明实施例的计算机设备的硬件结构示意图。
具体实施方式
22.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
23.基于相关技术中海上风电直流送出系统的海上站配置独立电源或者与外部电网相连来获得风电场启动电能支撑的方案，增加了运维建设成本，本发明实施例提出了一种面向混联结构的海上风电直流送出系统，解决了相关技术中海上站运维建设成本较高的问
题。
24.根据本发明实施例，提供了一种面向混联结构的海上风电直流送出系统的实施例，图1是根据本发明实施例一种面向混联结构的海上风电直流送出系统的拓扑电路图，如图1所示，该系统包括：海上风电场1、海上换流阀2、直流海缆3、陆上换流阀4以及陆上电网5，海上换流阀2经过海上汇流母线与海上风电场1连接，并通过直流海缆3与陆上换流阀4连接，陆上换流阀4经过陆上变压器6与陆上电网5连接；海上换流阀2包括海上辅助模块化多电平换流阀7、第一二极管阀8以及多个第二二极管阀9；海上辅助模块化多电平换流阀7的直流侧与第一二极管阀8直流侧并联，海上辅助模块化多电平换流阀7的直流侧还经过第一旁路开关10以及第二旁路开关11连接至直流海缆3，海上辅助模块化多电平换流阀7的交流侧连接至海上汇流母线；第一二极管阀8与各第二二极管阀9的直流侧串联；第一二极管阀8与各第二二极管阀9的交流侧分别经过各自对应的三绕阻变压器连接至海上汇流母线，其中，各第二二极管阀8通过各自对应的第一断路器连接至对应三绕阻变压器的二次绕组接口，通过各自对应的第二断路器连接至对应三绕阻变压器的三次绕组接口。
25.示例性地，第一二极管阀8（druj）和第二二极管阀9可以是二极管整流单元换流阀，本技术实施例中，二极管整流单元换流阀由两个六脉动整流桥串联构成，二极管整流单元换流阀的结构可以如图2所示，其中一个六脉动桥的交流侧分别通过第一断路器与对应三绕组变压器的二次绕组对应接口相连，另一个六脉动桥通过第二断路器与对应三绕阻变压器的三次绕组对应接口相连，按构成十二脉动桥的方式设置。海上辅助模块化多电平换流阀7也可称为海上辅助mmc，其拓扑结构可以如图3所示，海上辅助模块化多电平换流阀7的交流侧通过一个联结变压器t3连接至海上汇流母线，进一步地，陆上换流阀的mmc拓扑结构也可以如图3所示。以图1中的第二二极管阀dru1为例，第二二极管阀dru1的第一断路器可以是断路器q
u_11
，第二二极管阀dru1的第二断路器可以是q
u_12
，同理，图1中的第二二极管阀druk的第一断路器可以是断路器q
u_k1
，第二二极管阀druk的第二断路器可以是q
u_k2
。
26.本发明实施例提供的一种面向混联结构的海上风电直流送出系统，海上换流阀采用多个二极管阀串联，海上辅助模块化多电平换流阀与其中一个二极管阀在交流侧并联、直流侧串联的方案，无需设置额外辅助电源来实现海上风电场的黑启动，降低海上站建设运维成本。
27.在一些可选的实施方式中，陆上变压器6包括高变比变压器10和低变比变压器11，高变比变压器10阀侧通过第三断路器12连接至陆上换流阀4，低变比变压器11阀侧通过第四断路器13连接至陆上换流阀4。
28.示例性地，高变比变压器10（t1）阀侧通过第三断路器12（q
f1
）连接至陆上换流阀4，低变比变压器11（t2）阀侧通过第四断路器13（q
f2
）连接至陆上换流阀4。
29.根据本发明实施例，提供了一种面向混联结构的海上风电直流送出系统的启动方法实施例，需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以
不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
30.在本实施例中提供了一种面向混联结构的海上风电直流送出系统的启动方法，应用于上述实施例中的面向混联结构的海上风电直流送出系统，可用于电子设备或控制器中，图4是根据本发明实施例的面向混联结构的海上风电直流送出系统的启动方法的流程图，如图4所示，该流程包括如下步骤：步骤s401，当检测到海上辅助模块化多电平换流阀解锁后，向海上辅助模块化多电平换流阀发送第一控制指令，第一控制指令用于控制海上辅助模块化多电平换流阀将海上汇流母线的电压抬升至第一预设电压，以使海上风电场中的风机启动，第一预设电压低于海上汇流母线的额定电压。
31.示例性地，第一旁路开关10（b
p1
）和第二旁路开关11（b
p2
）闭合后，陆上电网通过第一旁路开关10（b
p1
）和第二旁路开关11（b
p2
）向海上辅助模块化多电平换流阀（海上站辅助mmc）充电，使得海上辅助模块化多电平换流阀7解锁，当检测到海上辅助模块化多电平换流阀7解锁后，向海上辅助模块化多电平换流阀7发送第一控制指令，海上辅助模块化多电平换流阀7基于第一控制指令将海上汇流母线的电压抬升至第一预设电压，本技术实施例中，第一预设电压可以包括但不限于0.95倍的海上汇流母线额定电压v
acref
。
32.步骤s402，当检测到海上风电场中预设数量的风机启动，向海上辅助模块化多电平换流阀发送第二控制指令，第二控制指令用于控制海上辅助模块化多电平换流阀将海上汇流母线的电压降低至第二预设电压，第二预设电压低于第一预设电压。
33.示例性地，本技术实施例中，当海上汇流母线的电压达到0.95倍的额定电压v
acref
，海上风电场中的风机会逐渐启动，当预设数量的风机启动后，向海上辅助模块化多电平换流阀7发送第二控制指令，海上辅助模块化多电平换流阀7会基于第二控制指令将海上汇流母线的电压降低至第二预设电压，预设数量可以是任一数量，本技术实施例对预设数量的具体内容不做限定，本领域技术人员可以根据需求确定，第二预设电压可以包括但不限0.2倍的海上汇流母线额定电压v
acref
。当海上汇流母线上的电压为0.2倍的海上汇流母线额定电压时，海上风电场1中的风机可能处于低压穿越模式，但仍然令风机仍然输出原来较小有功功率。若低压穿越不成功，已启动的风机继续不脱网，输出有功功率。此处降低海上汇流母线的电压降低至第二预设电压的目的是便于后续第二二极管阀的投运，二极管阀的的直流电压大约为其交流电压的1.414倍，减小交流电压就会减小其直流输出电压，使得第二二极管投运后直流输出电压的变化不会太大。
34.步骤s403，当检测到海上辅助模块化多电平换流阀的直流侧电压大于第三预设电压时，向海上辅助模块化多电平换流阀发送第三控制指令，第三控制指令用于控制海上辅助模块化多电平换流阀运行第一控制模式，第三预设电压大于海上辅助模块化多电平换流阀的直流侧额定电压，第一控制模式用于控制海上交流母线的电压趋于第二预设电压，并控制海上辅助模块化多电平换流阀的直流侧电压趋于额定电压。
35.示例性地，本技术实施例中，第三预设电压可以是1.08倍的海上辅助模块化多电平换流阀7的直流侧额定电压u
dcref_2
，当检测到海上辅助模块化多电平换流阀7的直流侧电压u
dc2
大于1.08倍的u
dcref_2
，则控制海上辅助模块化多电平换流阀7运行于第一控制模式，第一控制模式可以控制海上汇流母线上的电压趋近于第二预设电压（0.2倍的v
acref
），并控制海上辅助模块化多电平换流阀7的直流侧电压趋于额定电压u
dcref_2
。第一控制模式可通
过下式（1）表示：v
dref
=-(u
dcref_2-u
dc2
)
×
(k
p
+ki/s)+ b3
×vacref
（1）；其中，u
dc2
为海上辅助模块化多电平换流阀7的直流侧电压，v
acref
为海上汇流母线额定电压，v
dref
为海上汇流母线上d轴电压参考值，k
p
、ki分别为pi控制的比例系数和积分系数，s为拉布拉斯算子，v
qref
=0，v
qref
为海上汇流母线上q轴电压参考值，b3的值可以是0.2。
36.步骤s404，当检测到海上辅助模块化多电平换流阀运行于第一控制模式，检测海上辅助模块化多电平换流阀的直流侧电压。
37.示例性地，当海上辅助模块化多电平换流阀7运行于第一控制模式，检测其直流侧电压u
dc2
。
38.步骤s405，当海上辅助模块化多电平换流阀的直流侧电压大于第四预设电压时，若存在第一断路器和第二断路器处于断开状态的第二二极管阀，依次闭合其中一个第二二极管阀对应的第一断路器和第二断路器，以使第二二极管阀投入运行。
39.示例性地，本技术实施例中，第四预设电压可以是1.1倍的海上辅助模块化多电平换流阀7的直流侧额定电压u
dcref_2
，当检测到直流侧电压u
dc2
大于1.1倍的u
dcref_2
，若存在第一断路器和第二断路器处于断开状态的第二二极管阀，则依次闭合该第二二极管阀的第一断路器和第二断路器，使得该第二二极管阀投入运行。进一步地，当检测到u
dc2
大于1.1倍u
dcref_2
，且存在未投入运行的第二二极管阀，先闭合该第二二极管阀的第一断路器，第一断路器闭合后，继续检测直流侧电压u
dc2
，当再次检测到u
dc2
大于1.1倍u
dcref_2
，闭合该第二二极管阀的第二断路器，当该第二二极管阀的第一断路器和第二断路器都闭合，该二极管阀投入运行。
40.步骤s406，返回检测海上辅助模块化多电平换流阀的直流侧电压的步骤，直至不存在第一断路器和第二断路器处于断开状态的第二二极管阀。
41.示例性地，本技术实施例中，可以按照预设检测周期多次检测海上辅助模块化多电平换流阀7的直流侧u
dc2
，基于检测结果依次闭合第二二极管阀对应的第一断路器和第二断路器，直至不存在第一断路器和第二断路器处于断开状态的第二二极管阀。具体地，基于直流侧u
dc2
依次投入第二二极管阀的目的是尽可能使得第二二极管阀投入的过程电压和直流冲击较小，在一定时段内，海上辅助mmc的直流极的电压可视为不变，直流极的电压=投入运行第二二极管阀的直流电压之和+海上辅助mmc输出的直流电压。当海上站辅助mmc的输出电压快要超过限值时，闭合一个断路器，对应的是投入一个六脉动桥，因为刘脉动桥的交流侧有电压，那么其直流也会输出一个电压。这样既可以稳定海上站辅助mmc的直流电压到既定的额定值，又投入了一个六脉动桥，达到投切过程电压和电流冲击小的效果。
42.步骤s407，若不存在第一断路器和第二断路器处于断开状态的第二二极管阀，则启动海上风电场中未启动的风机。
43.示例性地，当检测到不存在第一断路器和第二断路器处于断开状态的第二二极管阀，说明全部第二二极管阀投入运行，则启动海上风电场1中未启动的风机，系统正常运行。
44.本实施例提供的面向混联结构的海上风电直流送出系统的启动方法，当海上风点场中的预设数量的风机启动时，通过检测海上辅助模块化多电平换流阀的直流侧电压，基于该直流侧电压的大小依次投入第二二极管阀，直至所有的第二二极管阀投入运行，稳定了海上辅助模块化多电平换流阀直流侧电压，减小了二极管阀投入过程中的直流电压冲
击，在实现了海上风电直流送出系统黑启动的同时，保证了黑启动过程中系统的稳定性。
45.在本实施例中提供了一种面向混联结构的海上风电直流送出系统的启动方法，可用于上述的电子设备或控制器，图5是根据本发明实施例的面向混联结构的海上风电直流送出系统的启动方法的流程图，如图5所示，该流程包括如下步骤：步骤s501，当检测到海上辅助模块化多电平换流阀解锁后，向海上辅助模块化多电平换流阀发送第一控制指令，第一控制指令用于控制海上辅助模块化多电平换流阀将海上汇流母线的电压抬升至第一预设电压，以使海上风电场中的风机启动，第一预设电压低于海上汇流母线的额定电压。详细请参见图4所示实施例的步骤s401，在此不再赘述。
46.步骤s502，当检测到海上风电场中预设数量的风机启动，向海上辅助模块化多电平换流阀发送第二控制指令，第二控制指令用于控制海上辅助模块化多电平换流阀将海上汇流母线的电压降低至第二预设电压，第二预设电压低于第一预设电压。详细请参见图4所示实施例的步骤s502，在此不再赘述。
47.步骤s503，当检测到海上辅助模块化多电平换流阀的直流侧电压大于第三预设电压时，向海上辅助模块化多电平换流阀发送第三控制指令，第三控制指令用于控制海上辅助模块化多电平换流阀运行第一控制模式，第三预设电压大于海上辅助模块化多电平换流阀的直流侧额定电压，第一控制模式用于控制海上交流母线的电压趋于第二预设电压，并控制海上辅助模块化多电平换流阀的直流侧电压趋于额定电压。详细请参见图4所示实施例的步骤s403，在此不再赘述。
48.步骤s504，当检测到海上辅助模块化多电平换流阀运行于第一控制模式，检测海上辅助模块化多电平换流阀的直流侧电压。详细请参见图4所示实施例的步骤s404，在此不再赘述。
49.步骤s505，当海上辅助模块化多电平换流阀的直流侧电压大于第四预设电压时，若存在第一断路器和第二断路器处于断开状态的第二二极管阀，依次闭合其中一个第二二极管阀对应的第一断路器和第二断路器，以使第二二极管阀投入运行。详细请参见图4所示实施例的步骤s405，在此不再赘述。
50.步骤s506，返回检测海上辅助模块化多电平换流阀的直流侧电压的步骤，直至不存在第一断路器和第二断路器处于断开状态的第二二极管阀。详细请参见图4所示实施例的步骤s406，在此不再赘述。
51.步骤s507，若不存在第一断路器和第二断路器处于断开状态的第二二极管阀，则启动海上风电场中未启动的风机。详细请参见图4所示实施例的步骤s407，在此不再赘述。
52.具体地，上述步骤s507包括：步骤s5071，当检测到不存在第一断路器和第二断路器处于断开状态的第二二极管阀，则启动计时操作。
53.示例性地，当检测到全部第二二极管阀投入运行，则启动计时操作，本技术实施例中，可以控制预设的计时器执行计时操作。
54.步骤s5072，当达到目标时长，向海上辅助模块化多电平换流阀发送第四控制指令，第四控制指令用于控制海上辅助模块化多电平换流阀运行于第二控制模式，第二控制模式用于控制海上交流母线的电压趋于额定值，并控制海上辅助模块化多电平换流阀直流侧输出电流为0。
55.示例性地，目标时长可以是任一时长，本技术实施例对目标时长的具体内容不做限定，本领域技术人员可以根据需求确定。本技术实施例中，目标时长可以包括但不限于2秒，当全部的第二二极管阀投入运行，等待海上辅助模块化多电平换流阀7的直流侧电压u
dc1
稳定2秒后，控制海上辅助模块化多电平换流阀7运行于第二控制模式，第二控制模式可以控制海上交流母线的电压趋于额定值，并控制海上辅助模块化多电平换流阀直流侧输出电流为0。第二控制模式可通过下式（2）表示：v
dref
=i
dc2
×
(k
p
+ki/s)+ v
acref
（2）；示例性地，其中i
dc2
为海上辅助mmc直流侧输出的电流，v
acref
为海上汇流母线的额定相电压峰值，v
dref
为d轴电压参考值，k
p
、ki分别为pi控制的比例系数和积分系数，s为拉布拉斯算子。v
qref
=0，v
qref
为q轴电压参考值。
56.步骤s5073，当检测到海上辅助模块化多电平换流阀运行于第二控制模式，则启动海上风电场中未启动的风机。
57.示例性地，当海上辅助模块化多电平换流阀7运行于第二控制模式，启动海上风电场中未启动的风机，使得系统运行。
58.本可选实施例提供的方法，当所有第二二极管阀投入运行时，启动计时操作，当达到目标时长，使得控制海上辅助模块化多电平换流阀控制海上交流母线的电压趋于额定值，并控制海上辅助模块化多电平换流阀直流侧输出电流为0，然后启动海上风电场中未启动的风机，保证了海上辅助模块化多电平换流阀侧直流侧电压和海上交流母线电压之间的稳定。
59.本实施例提供的面向混联结构的海上风电直流送出系统的启动方法，当海上风点场中的预设数量的风机启动时，通过检测海上辅助模块化多电平换流阀的直流侧电压，基于该直流侧电压的大小依次投入第二二极管阀，直至所有的第二二极管阀投入运行，稳定了海上辅助模块化多电平换流阀直流侧电压，减小了二极管阀投入过程中的直流电压冲击，在实现了海上风电直流送出系统黑启动的同时，保证了黑启动过程中系统的稳定性。
60.在本实施例中提供了一种面向混联结构的海上风电直流送出系统的启动方法，可用于上述的电子设备和控制器等，图6是根据本发明实施例的面向混联结构的海上风电直流送出系统的启动方法的流程图，如图6所示，该流程包括如下步骤：步骤s601，获取陆上换流阀的第一充电电压以及海上换流阀的第二充电电压，第一充电电压以及第二充电电压是由陆上电网为陆上换流阀和海上换流阀充电产生的。
61.示例性地，本技术实施例中，可以在第三断路器12闭合后，陆上电网通过高变比变压器10（t1）向海上换流阀2和陆上换流阀4充电。
62.步骤s602，当检测到第一充电电压大于第一阈值，且第二充电电压大于第二阈值，则向海上换流阀的海上辅助模块化多电平换流阀发送解锁供电指令，以使海上辅助模块化多电平换流阀解锁。
63.示例性地，第一阈值可以是陆上换流阀4的解锁电压值，第二阈值可以是海上换流阀2的解锁电压值，当陆上换流阀4的第一充电电压大于第一阈值，陆上换流阀4解锁，陆上电网通过陆上换流阀4给海上换流阀2充电，当海上换流阀2的第二充电电压大于第二阈值，控制海上换流阀2解锁。
64.步骤s603，当检测到海上辅助模块化多电平换流阀解锁后，向海上辅助模块化多
电平换流阀发送第一控制指令，第一控制指令用于控制海上辅助模块化多电平换流阀将海上汇流母线的电压抬升至第一预设电压，以使海上风电场中的风机启动，第一预设电压低于海上汇流母线的额定电压。详细请参见图4所示实施例的步骤s401，在此不再赘述。
65.步骤s604，当检测到海上风电场中预设数量的风机启动，向海上辅助模块化多电平换流阀发送第二控制指令，第二控制指令用于控制海上辅助模块化多电平换流阀将海上汇流母线的电压降低至第二预设电压，第二预设电压低于第一预设电压。详细请参见图4所示实施例的步骤s402，在此不再赘述。
66.步骤s605，当检测到海上辅助模块化多电平换流阀的直流侧电压大于第三预设电压时，向海上辅助模块化多电平换流阀发送第三控制指令，第三控制指令用于控制海上辅助模块化多电平换流阀运行第一控制模式，第三预设电压大于海上辅助模块化多电平换流阀的直流侧额定电压，第一控制模式用于控制海上交流母线的电压趋于第二预设电压，并控制海上辅助模块化多电平换流阀的直流侧电压趋于额定电压。详细请参见图4所示实施例的步骤s403，在此不再赘述。
67.步骤s606，当检测到海上辅助模块化多电平换流阀运行于第一控制模式，检测海上辅助模块化多电平换流阀的直流侧电压。详细请参见图4所示实施例的步骤s404，在此不再赘述。
68.步骤s607，当海上辅助模块化多电平换流阀的直流侧电压大于第四预设电压时，若存在第一断路器和第二断路器处于断开状态的第二二极管阀，依次闭合其中一个第二二极管阀对应的第一断路器和第二断路器，以使第二二极管阀投入运行。详细请参见图4所示实施例的步骤s405，在此不再赘述。
69.步骤s608，返回检测海上辅助模块化多电平换流阀的直流侧电压的步骤，直至不存在第一断路器和第二断路器处于断开状态的第二二极管阀。详细请参见图4所示实施例的步骤s406，在此不再赘述。
70.步骤s609，若不存在第一断路器和第二断路器处于断开状态的第二二极管阀，则启动海上风电场中未启动的风机。详细请参见图4所示实施例的步骤s407，在此不再赘述。
71.本实施例提供的面向混联结构的海上风电直流送出系统的启动方法，当海上风点场中的预设数量的风机启动时，通过检测海上辅助模块化多电平换流阀的直流侧电压，基于该直流侧电压的大小依次投入第二二极管阀，直至所有的第二二极管阀投入运行，稳定了海上辅助模块化多电平换流阀直流侧电压，减小了二极管阀投入过程中的直流电压冲击，在实现了海上风电直流送出系统黑启动的同时，保证了黑启动过程中系统的稳定性。
72.在本实施例中提供了一种面向混联结构的海上风电直流送出系统的启动方法，可用于上述的电子设备和控制器等，图7是根据本发明实施例的面向混联结构的海上风电直流送出系统的启动方法的流程图，如图7所示，该流程包括如下步骤：步骤s701，当检测到海上辅助模块化多电平换流阀解锁后，向海上辅助模块化多电平换流阀发送第一控制指令，第一控制指令用于控制海上辅助模块化多电平换流阀将海上汇流母线的电压抬升至第一预设电压，以使海上风电场中的风机启动，第一预设电压低于海上汇流母线的额定电压。详细请参见图4所示实施例的步骤s401，在此不再赘述。
73.步骤s702，当检测到海上风电场中预设数量的风机启动，向海上辅助模块化多电平换流阀发送第二控制指令，第二控制指令用于控制海上辅助模块化多电平换流阀将海上
汇流母线的电压降低至第二预设电压，第二预设电压低于第一预设电压。详细请参见图4所示实施例的步骤s402，在此不再赘述。
74.步骤s703，当检测到海上辅助模块化多电平换流阀的直流侧电压大于第三预设电压时，向海上辅助模块化多电平换流阀发送第三控制指令，第三控制指令用于控制海上辅助模块化多电平换流阀运行第一控制模式，第三预设电压大于海上辅助模块化多电平换流阀的直流侧额定电压，第一控制模式用于控制海上交流母线的电压趋于第二预设电压，并控制海上辅助模块化多电平换流阀的直流侧电压趋于额定电压。详细请参见图4所示实施例的步骤s403，在此不再赘述。
75.步骤s704，当检测到海上辅助模块化多电平换流阀运行于第一控制模式，检测海上辅助模块化多电平换流阀的直流侧电压。详细请参见图4所示实施例的步骤s404，在此不再赘述。
76.步骤s705，当海上辅助模块化多电平换流阀的直流侧电压大于第四预设电压时，若存在第一断路器和第二断路器处于断开状态的第二二极管阀，依次闭合其中一个第二二极管阀对应的第一断路器和第二断路器，以使第二二极管阀投入运行。详细请参见图4所示实施例的步骤s705，在此不再赘述。
77.步骤s706，返回检测海上辅助模块化多电平换流阀的直流侧电压的步骤，直至不存在第一断路器和第二断路器处于断开状态的第二二极管阀。详细请参见图4所示实施例的步骤s706，在此不再赘述。
78.步骤s707，向陆上换流阀发送第五控制指令，使得陆上换流阀基于第五控制指令在陆上换流阀直流侧建立额定电压。
79.示例性地，本技术实施例中，在全部第二二极管阀投入运行后，向陆上换流阀4发送第五控制指令，使得陆上换流阀建立直流侧额定电压，为后续系统正常运行做准备，便于后续输送海上风电场中风机产生的电能。
80.步骤s708，若不存在第一断路器和第二断路器处于断开状态的第二二极管阀，则启动海上风电场中未启动的风机。详细请参见图4所示实施例的步骤s407，在此不再赘述。
81.本实施例提供的面向混联结构的海上风电直流送出系统的启动方法，当海上风点场中的预设数量的风机启动时，通过检测海上辅助模块化多电平换流阀的直流侧电压，基于该直流侧电压的大小依次投入第二二极管阀，直至所有的第二二极管阀投入运行，稳定了海上辅助模块化多电平换流阀直流侧电压，减小了二极管阀投入过程中的直流电压冲击，在实现了海上风电直流送出系统黑启动的同时，保证了黑启动过程中系统的稳定性。
82.下面结合图1，通过一个具体的实施例来说明一种面向混联结构的海上风电直流送出系统的启动方法的具体步骤。
83.实施例：步骤1，闭合断路器q
f1
、b
p1
和b
p2
，通过高变比变压器t1给陆上站mmc和海上站辅助mmc进行预充电至电压u1（比如陆上交流线电压峰值）。然后，陆上站mmc运行于直流电压-无功功率控制。
84.步骤2，待陆上站mmc的直流电压u
dc1
上升至参考值u
dcref_1
，且稳定后，海上站辅助mmc采用交流电压-频率控制，将海上交流汇集母线的电压v
ac
从0逐渐升至交流额定电压设定值v
acref
的百分之c1（比如95），该值需满足风机启动条件。
85.步骤3，待直流电压u
dc1
上升至参考值u
dcref_1
，且稳定后，海上站辅助mmc采用交流电压-频率控制，将海上交流汇集母线的电压v
ac
从0逐渐升至交流额定电压设定值v
acref
的百分之c1（比如95），该值需满足风机启动条件。
86.步骤4，逐步启动风机，并调节风机有功出力，使其较小，不超过其额定值的百分之b1（比如20%）。此时风电场启动的风机总有功功率将逐步增加，当其提供的有功功率大于海上交流系统损耗和海上站负载时，会产生有功功率盈余，盈余电能将通过海上站辅助mmc输送到直流极。当海上站辅助mmc向直流极输送电能不超过额定值的百分之b2（比如90%），且陆上站mmc向电网倒送一定电功率p1时（比如3mw），停止启动风场其余风机。海上辅助mmc通过交流电压-频率控制，将海上交流汇集母线的电压从交流额定电压v
acref
降低为其百分之b3（比如20%）。此时风机可能处于低压穿越模式，但仍然令风机仍然输出原来较小有功功率。若低压穿越不成功，已启动的风机继续不脱网，输出有功功率。
87.步骤5，断开断路器b
p1
和b
p2
，然后陆上站mmc从直流电压-无功控制改为闭锁或者子模块电压均衡控制，并断开断路器q
f1
。海上站辅助mmc检测到输出直流电压u
dc2
大于b4*u
dcref_2
时（比如1.08*u
dcref_2
），其从交流电压-频率控制转变为直流电压-交流电压-频率控制（第一控制模式），控制自身直流电压u
dc2
和海上交流系统的电压v
ac
稳定。
88.步骤6，检测海上站辅助mmc的直流电压u
dc2
，每个检测周期检测到大于b5*u
dcref_2
时（比如1.1*u
dcref_2
），触发一次断路器闭合动作，按顺序依次闭合dru对应的断路器（q
u_11
、q
u_12
……qu_k1
、q
u_k2
），并保证截止时间t1内（比如2s内），所有dru对应的断路器依次闭合，至dru全部投运。
89.步骤7，陆上站mmc检测直流电压u
dc1
，u
dc1
大于b6*u
dcref_1
时（比如主网交流线电压峰值），闭合断路器q
f2
，将低变比变压器t2投入使用；u
dc1
大于b7*u
dcref_1
时（比如0.8*u
dcref_1
），陆上站mmc从闭锁或者子模块电压均衡控制改为直流电压-无功控制，稳定直流电压为直流输电系统正常工况额定电压u
dcref_1
。
90.步骤8，所有dru对应的断路器闭合后，等待直流电压u
dc2
稳定一段时间t2（比如2s），海上站辅助mmc从直流电压-交流电压-频率控制（第一控制模式）改为直流电流-交流电压-频率控制（第二控制模式），稳定交流电压，令海上站辅助mmc直流侧的有功输出为0。调整已经启动的风机为正常运行工况，启动未启动风机，并正常运行。
91.在本实施例中还提供了一种面向混联结构的海上风电直流送出系统的启动装置，该装置用于实现上述实施例及优选实施方式，已经进行过说明的不再赘述。如以下所使用的，术语“模块”可以实现预定功能的软件和/或硬件的组合。尽管以下实施例所描述的装置较佳地以软件来实现，但是硬件，或者软件和硬件的组合的实现也是可能并被构想的。
92.本实施例提供一种面向混联结构的海上风电直流送出系统的启动装置，应用于上述实施例中的面向混联结构的海上风电直流送出系统，如图8所示，包括：第一发送模块801，用于当检测到海上辅助模块化多电平换流阀解锁后，向海上辅助模块化多电平换流阀发送第一控制指令，第一控制指令用于控制海上辅助模块化多电平换流阀将海上汇流母线的电压抬升至第一预设电压，以使海上风电场中的风机启动，第一预设电压低于海上汇流母线的额定电压。
93.第二发送模块802，用于当检测到海上风电场中预设数量的风机启动，向海上辅助模块化多电平换流阀发送第二控制指令，第二控制指令用于控制海上辅助模块化多电平换
流阀将海上汇流母线的电压降低至第二预设电压，第二预设电压低于第一预设电压。
94.第三发送模块803，用于当检测到海上辅助模块化多电平换流阀的直流侧电压大于第三预设电压时，向海上辅助模块化多电平换流阀发送第三控制指令，第三控制指令用于控制海上辅助模块化多电平换流阀运行第一控制模式，第三预设电压大于海上辅助模块化多电平换流阀的直流侧额定电压，第一控制模式用于控制海上交流母线的电压趋于第二预设电压，并控制海上辅助模块化多电平换流阀的直流侧电压趋于额定电压。
95.检测模块804，用于当检测到海上辅助模块化多电平换流阀运行于第一控制模式，检测海上辅助模块化多电平换流阀的直流侧电压。
96.第一开关闭合模块805，用于当海上辅助模块化多电平换流阀的直流侧电压大于第四预设电压时，若存在第一断路器和第二断路器处于断开状态的第二二极管阀，依次闭合其中一个第二二极管阀对应的第一断路器和第二断路器，以使第二二极管阀投入运行。
97.第二开关闭合模块806，用于返回检测海上辅助模块化多电平换流阀的直流侧电压的步骤，直至不存在第一断路器和第二断路器处于断开状态的第二二极管阀。
98.风机启动模块807，用于若不存在第一断路器和第二断路器处于断开状态的第二二极管阀，则启动海上风电场中未启动的风机。
99.在一些可选的实施方式中，风机启动模块807，包括：计时单元，用于当检测到不存在第一断路器和第二断路器处于断开状态的第二二极管阀，则启动计时操作；第一发送单元，用于当达到目标时长，向海上辅助模块化多电平换流阀发送第四控制指令，第四控制指令用于控制海上辅助模块化多电平换流阀运行于第二控制模式，第二控制模式用于控制海上交流母线的电压趋于额定值，并控制海上辅助模块化多电平换流阀直流侧输出电流为0；启动单元，用于当检测到海上辅助模块化多电平换流阀运行于第二控制模式，则启动海上风电场中未启动的风机。
100.在一些可选的实施方式中，该装置还包括：获取模块，用于获取陆上换流阀的第一充电电压以及海上换流阀的第二充电电压，第一充电电压以及第二充电电压是由陆上电网为陆上换流阀和海上换流阀充电产生的；第四发送模块，用于当检测到第一充电电压大于第一阈值，且第二充电电压大于第二阈值，则向海上换流阀的海上辅助模块化多电平换流阀发送解锁供电指令，以使海上辅助模块化多电平换流阀解锁。
101.在一些可选的实施方式中，该装置还包括：第五发送模块，用于向陆上换流阀发送第五控制指令，使得陆上换流阀基于第五控制指令在陆上换流阀直流侧建立额定电压。
102.上述各个模块和单元的更进一步的功能描述与上述对应实施例相同，在此不再赘述。
103.本实施例中的面向混联结构的海上风电直流送出系统的启动装置是以功能单元的形式来呈现，这里的单元是指asic（application specific integrated circuit，专用集成电路）电路，执行一个或多个软件或固定程序的处理器和存储器，和/或其他可以提供上述功能的器件。
104.本发明实施例还提供一种计算机设备，具有上述图8所示的面向混联结构的海上风电直流送出系统的启动装置。
105.请参阅图9，图9是本发明可选实施例提供的一种计算机设备的结构示意图，如图9所示，该计算机设备包括：一个或多个处理器10、存储器20，以及用于连接各部件的接口，包括高速接口和低速接口。各个部件利用不同的总线互相通信连接，并且可以被安装在公共主板上或者根据需要以其它方式安装。处理器可以对在计算机设备内执行的指令进行处理，包括存储在存储器中或者存储器上以在外部输入/输出装置(诸如，耦合至接口的显示设备)上显示gui的图形信息的指令。在一些可选的实施方式中，若需要，可以将多个处理器和/或多条总线与多个存储器和多个存储器一起使用。同样，可以连接多个计算机设备，各个设备提供部分必要的操作(例如，作为服务器阵列、一组刀片式服务器、或者多处理器系统)。图9中以一个处理器10为例。
106.处理器10可以是中央处理器，网络处理器或其组合。其中，处理器10还可以进一步包括硬件芯片。上述硬件芯片可以是专用集成电路，可编程逻辑器件或其组合。上述可编程逻辑器件可以是复杂可编程逻辑器件，现场可编程逻辑门阵列，通用阵列逻辑或其任意组合。
107.其中，存储器20存储有可由至少一个处理器10执行的指令，以使至少一个处理器10执行实现上述实施例示出的方法。
108.存储器20可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储根据计算机设备的使用所创建的数据等。此外，存储器20可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非瞬时存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非瞬时固态存储器件。在一些可选的实施方式中，存储器20可选包括相对于处理器10远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至该计算机设备。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
109.存储器20可以包括易失性存储器，例如，随机存取存储器；存储器也可以包括非易失性存储器，例如，快闪存储器，硬盘或固态硬盘；存储器20还可以包括上述种类的存储器的组合。
110.该计算机设备还包括通信接口30，用于该计算机设备与其他设备或通信网络通信。
111.本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，上述根据本发明实施例的方法可在硬件、固件中实现，或者被实现为可记录在存储介质，或者被实现通过网络下载的原始存储在远程存储介质或非暂时机器可读存储介质中并将被存储在本地存储介质中的计算机代码，从而在此描述的方法可被存储在使用通用计算机、专用处理器或者可编程或专用硬件的存储介质上的这样的软件处理。其中，存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体、随机存储记忆体、快闪存储器、硬盘或固态硬盘等；进一步地，存储介质还可以包括上述种类的存储器的组合。可以理解，计算机、处理器、微处理器控制器或可编程硬件包括可存储或接收软件或计算机代码的存储组件，当软件或计算机代码被计算机、处理器或硬件访问且执行时，实现上述实施例示出的方法。
112.虽然结合附图描述了本发明的实施例，但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下做出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。

技术特征：
1.一种面向混联结构的海上风电直流送出系统，其特征在于，所述系统包括：海上风电场、海上换流阀、直流海缆、陆上换流阀以及陆上电网，所述海上换流阀经过海上汇流母线与所述海上风电场连接，并通过所述直流海缆与所述陆上换流阀连接，所述陆上换流阀经过陆上变压器与所述陆上电网连接；所述海上换流阀包括海上辅助模块化多电平换流阀、第一二极管阀以及多个第二二极管阀；所述海上辅助模块化多电平换流阀的直流侧与所述第一二极管阀直流侧并联，所述海上辅助模块化多电平换流阀的直流侧还经过第一旁路开关以及第二旁路开关连接至直流海缆，所述海上辅助模块化多电平换流阀的交流侧连接至海上汇流母线；第一二极管阀与各第二二极管阀的直流侧串联；所述第一二极管阀与各第二二极管阀的交流侧分别经过各自对应的三绕阻变压器连接至海上汇流母线，其中，各所述第二二极管阀通过各自对应的第一断路器连接至对应三绕阻变压器的二次绕组接口，通过各自对应的第二断路器连接至对应三绕阻变压器的三次绕组接口。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述陆上变压器包括高变比变压器和低变比变压器，所述高变比变压器阀侧通过第三断路器连接至陆上换流阀，所述低变比变压器阀侧通过第四断路器连接至陆上换流阀。3.一种面向混联结构的海上风电直流送出系统的启动方法，其特征在于，应用于如权利要求1或2所述的面向混联结构的海上风电直流送出系统，所述方法包括：当检测到海上辅助模块化多电平换流阀解锁后，向所述海上辅助模块化多电平换流阀发送第一控制指令，所述第一控制指令用于控制所述海上辅助模块化多电平换流阀将海上汇流母线的电压抬升至第一预设电压，以使所述海上风电场中的风机启动，所述第一预设电压低于海上汇流母线的额定电压；当检测到所述海上风电场中预设数量的风机启动，向所述海上辅助模块化多电平换流阀发送第二控制指令，所述第二控制指令用于控制所述海上辅助模块化多电平换流阀将海上汇流母线的电压降低至第二预设电压，所述第二预设电压低于所述第一预设电压；当检测到所述海上辅助模块化多电平换流阀的直流侧电压大于第三预设电压时，向所述海上辅助模块化多电平换流阀发送第三控制指令，所述第三控制指令用于控制所述海上辅助模块化多电平换流阀运行第一控制模式，所述第三预设电压大于所述海上辅助模块化多电平换流阀的直流侧额定电压，所述第一控制模式用于控制海上交流母线的电压趋于第二预设电压，并控制所述海上辅助模块化多电平换流阀的直流侧电压趋于额定电压；当检测到海上辅助模块化多电平换流阀运行于第一控制模式，检测所述海上辅助模块化多电平换流阀的直流侧电压；当所述海上辅助模块化多电平换流阀的直流侧电压大于第四预设电压时，若存在第一断路器和第二断路器处于断开状态的第二二极管阀，依次闭合其中一个第二二极管阀对应的第一断路器和第二断路器，以使所述第二二极管阀投入运行；返回检测所述海上辅助模块化多电平换流阀的直流侧电压的步骤，直至不存在第一断路器和第二断路器处于断开状态的第二二极管阀；若不存在第一断路器和第二断路器处于断开状态的第二二极管阀，则启动海上风电场
中未启动的风机。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，若不存在第一断路器和第二断路器处于断开状态的第二二极管阀，则启动海上风电场中未启动的风机，包括：当检测到不存在第一断路器和第二断路器处于断开状态的第二二极管阀，则启动计时操作；当达到目标时长，向所述海上辅助模块化多电平换流阀发送第四控制指令，所述第四控制指令用于控制所述海上辅助模块化多电平换流阀运行于第二控制模式，所述第二控制模式用于控制海上交流母线的电压趋于额定值，并控制海上辅助模块化多电平换流阀直流侧输出电流为0；当检测到所述海上辅助模块化多电平换流阀运行于第二控制模式，则启动海上风电场中未启动的风机。5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述当检测到海上辅助模块化多电平换流阀解锁后，向所述海上辅助模块化多电平换流阀发送第一控制指令之前，所述方法还包括：获取陆上换流阀的第一充电电压以及海上换流阀的第二充电电压，所述第一充电电压以及第二充电电压是由陆上电网为所述陆上换流阀和所述海上换流阀充电产生的；当检测到所述第一充电电压大于第一阈值，且所述第二充电电压大于第二阈值，则向所述海上换流阀的海上辅助模块化多电平换流阀发送解锁供电指令，以使所述海上辅助模块化多电平换流阀解锁。6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述直至不存在第一断路器和第二断路器处于断开状态的第二二极管阀之后，所述启动海上风电场中未启动的风机之前，所述方法还包括：向所述陆上换流阀发送第五控制指令，使得所述陆上换流阀基于第五控制指令在陆上换流阀直流侧建立额定电压。7.一种面向混联结构的海上风电直流送出系统的启动装置，其特征在于，应用于如权利要求1或2所述的面向混联结构的海上风电直流送出系统，所述装置包括：第一发送模块，用于当检测到海上辅助模块化多电平换流阀解锁后，向所述海上辅助模块化多电平换流阀发送第一控制指令，所述第一控制指令用于控制所述海上辅助模块化多电平换流阀将海上汇流母线的电压抬升至第一预设电压，以使所述海上风电场中的风机启动，所述第一预设电压低于海上汇流母线的额定电压；第二发送模块，用于当检测到所述海上风电场中预设数量的风机启动，向所述海上辅助模块化多电平换流阀发送第二控制指令，所述第二控制指令用于控制所述海上辅助模块化多电平换流阀将海上汇流母线的电压降低至第二预设电压，所述第二预设电压低于所述第一预设电压；第三发送模块，用于当检测到所述海上辅助模块化多电平换流阀的直流侧电压大于第三预设电压时，向所述海上辅助模块化多电平换流阀发送第三控制指令，所述第三控制指令用于控制所述海上辅助模块化多电平换流阀运行第一控制模式，所述第三预设电压大于所述海上辅助模块化多电平换流阀的直流侧额定电压，所述第一控制模式用于控制海上交流母线的电压趋于第二预设电压，并控制所述海上辅助模块化多电平换流阀的直流侧电压趋于额定电压；
检测模块，用于当检测到海上辅助模块化多电平换流阀运行于第一控制模式，检测所述海上辅助模块化多电平换流阀的直流侧电压；第一开关闭合模块，用于当所述海上辅助模块化多电平换流阀的直流侧电压大于第四预设电压时，若存在第一断路器和第二断路器处于断开状态的第二二极管阀，依次闭合其中一个第二二极管阀对应的第一断路器和第二断路器，以使所述第二二极管阀投入运行；第二开关闭合模块，用于返回检测所述海上辅助模块化多电平换流阀的直流侧电压的步骤，直至不存在第一断路器和第二断路器处于断开状态的第二二极管阀；风机启动模块，用于若不存在第一断路器和第二断路器处于断开状态的第二二极管阀，则启动海上风电场中未启动的风机。8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述风机启动模块，包括：计时单元，用于当检测到不存在第一断路器和第二断路器处于断开状态的第二二极管阀，则启动计时操作；第一发送单元，用于当达到目标时长，向所述海上辅助模块化多电平换流阀发送第四控制指令，所述第四控制指令用于控制所述海上辅助模块化多电平换流阀运行于第二控制模式，所述第二控制模式用于控制海上交流母线的电压趋于额定值，并控制海上辅助模块化多电平换流阀直流侧输出电流为0；启动单元，用于当检测到所述海上辅助模块化多电平换流阀运行于第二控制模式，则启动海上风电场中未启动的风机。9.一种计算机设备，其特征在于，包括：存储器和处理器，所述存储器和所述处理器之间互相通信连接，所述存储器中存储有计算机指令，所述处理器通过执行所述计算机指令，从而执行权利要求3至6中任一项所述的面向混联结构的海上风电直流送出系统的启动方法。10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机指令，所述计算机指令用于使计算机执行权利要求3至6中任一项所述的面向混联结构的海上风电直流送出系统的启动方法。

技术总结
本发明涉及海上风电技术领域，公开了面向混联结构的海上风电直流送出系统、启动方法及装置，系统包括海上风电场、海上换流阀、直流海缆、陆上换流阀以及陆上电网，通过改进海上换流阀的结构，降低了海上站建设运维的成本，改进后海上换流阀采用多个二极管阀串联，海上辅助模块化多电平换流阀与其中一个二极管阀在交流侧并联、直流侧串联的方案，无需设置额外辅助电源来实现海上风电场的黑启动；系统启动过程中，通过检测海上辅助模块化多电平换流阀的直流侧电压，基于该直流侧电压的大小依次投入第二二极管阀，直至所有的第二二极管阀投入运行，减小了二极管阀投入过程中的直流电压冲击，保证了黑启动过程中系统的稳定性。保证了黑启动过程中系统的稳定性。保证了黑启动过程中系统的稳定性。


技术研发人员：陈美福 唐博进 王一凡 苟立峰 周兴达 常勇 何振锋 李晓彤
受保护的技术使用者：中国长江三峡集团有限公司
技术研发日：2023.08.10
技术公布日：2023/9/9